Etude Filtre a Sable

8/13/2019 Etude Filtre a Sable

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MAI 2001


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I INTRODUCTION 5

I. 1 CONSTAT ET OBJECTIF 6I. 2 STRUCTURE DU DOCUMENT 7

II PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT 8

III DOMAINE D'APPLICATION 10

III. 1 RSEAU D'ASSAINISSEMENT 11

III. 2 LIMITES DE CAPACIT DU TRAITEMENT 11

III. 3 NIVEAU D'PURATION 11

IV DIMENSIONNEMENT 12

IV. 1 PARAMTRES DE DIMENSIONNEMENT 13

IV. 1.1 Dbits 13

IV. 1.2 Flux polluants 14

IV. 1.3 Dbit de pointe 14

IV. 2 RGLES DE DIMENSIONNEMENT 14

V DIFFRENTES FILIRES 15

VI PRCONISATIONS GNRALES 17

VI. 1 LES RACCORDEMENTS 18

VI. 2 PRCAUTIONS PRENDRE PAR RAPPORT LA PRSENCE D'UNE NAPPE PHRATIQUE 18

VI. 3 AUTOSURVEILLANCE 19

VI. 4 EAU POTABLE ET ALIMENTATION LECTRIQUE 19

VI. 5 JONCTIONS ENTRE QUIPEMENTS 19

VI. 6 DE LA CONCEPTION LA RALISATION : LES POINTS CLS 20

VI. 6.1 Mmoire justificatif 20

VI. 6.2 Suivi des travaux 21

VI. 6.3 Contrles et rception des travaux 21

PAGES

TABLE DES MATIERES


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VII PRCONISATIONS PAR STADE DE TRAITEMENT ET PAR QUIPEMENT 22

VII. 1 DGRILLAGE 23

VII. 1.1 Cas 1 : alimentation gravitaire 23

VII. 1.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevage 23

VII. 2 ALIMENTATION 24VII. 2.1 Cas 1 : alimentation gravitaire 24

VII. 2.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevage 24

VII. 3 BY-PASS EN TTE DU TRAITEMENT PRIMAIRE 24

VII. 4 RPARTITEUR DE DBIT LAMONT DU TRAITEMENT PRIMAIRE 24

VII. 5 TRAITEMENT PRIMAIRE 25

VII. 5.1 Choix du traitement primaire 25

VII. 5.2 Fosse septique toutes eaux (FSTE) 26

VII. 5.3 Dcanteur-digesteur 27

VII. 6 BY-PASS MANUVRABLE EN AMONT DU TRAITEMENT BIOLOGIQUE 28

VII. 7 PRFILTRE 28

VII. 8 TRAITEMENT BIOLOGIQUE 29

VII. 8.1 Principe de fonctionnement 29

VII. 8.2 Principaux lments constitutifs 30

VII. 8.3 Dimensionnement 31

VII. 8.4 Conception et mise en uvre 33VII. 9 GRANULOMTRIE ET COMPOSITION DU SABLE UTILIS 35

VII. 10 GRANULOMTRIE DES GRAVIERS D'ENROBAGE DES RSEAUXDE DISTRIBUTION ET DE DRAINAGE 36

VII. 11 NAPPES GOSYNTHTIQUES 36

VII. 11.1 Gotextiles 36

VII. 11.2 Gogrille 37

VII. 11.3 Gomembrane 37

VIII CORROSION 38

IX CONSEILS D'EXPLOITATION 40

X GLOSSAIRE 42

XI BIBLIOGRAPHIE 45

ANNEXES 48

T A B L E D E S M A T I R E S


4/58L I S T E D E S F I G U R E S

PAGESLISTE DES FIGURES

Figure 1 Extrait de la circulaire n 97-49 du 22 mai 1997 relatif lassainissement non collectif 13

Figure 2 Diffrents quipements possibles d'une filire de traitement par filtre sable chaquestade du traitement 16

Figure 3 Schma de principe dun systme de rpartition des dbits 25

Figure 4 Domaines d'application de la FSTE et du dcanteur-digesteur 25

Figure 5 Paramtres de dimensionnement et performances de la FSTE et du dcanteur-digesteur. 26

Figure 6 Schma de principe d'une FSTE 26

Figure 7 Schma de principe d'un dcanteur-digesteur 27

Figure 8 Alternance des phases dalimentation et de repos dun massif filtrant 29Figure 9 Schma de principe d'un casier de filtre surface libre 30

Figure 10 Schma de principe dun filtre enterr 31

Figure 11 Principales configurations des rseaux de distribution des filtres enterrs 31

Figure 12 Paramtres de dimensionnement du traitement biologique 32

Figure 13 Schma de principe dune prise de pression 34

Figure 14 Fuseaux granulomtriques : tude CEMAGREF DTU 64.1 (aot 98) 35

Figure 15 Etapes de dimensionnement d'un filtre surface libre 50

Figure 16 Etapes de dimensionnement d'un filtre enterr 51

Figure 17 Auget basculant 52

Figure 18 Chasse pendulaire 52

Figure 19 Fuseau granulomtrique 55


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6/58

I IntroductionI.1 Constat et objectifI.2 Structure du document


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I Introduction

I.1 Constat et objectif

Une technique qui a fait ses preuves

La filtration sur sable constitue une technique assez largement rpandue pour purer les effluents

des petites collectivits en raison de la faible dpense nergtique quelle entrane, du peu de tech-

nicit demande pour son entretien et de sa facilit dintgration au site. Les performances pu-

ratoires des filtres sable sur le carbone, l'azote Kjeldahl (nitrification), les matires en suspension

(MES) et la charge bactrienne sont reconnus. Toutefois, des dysfonctionnements hydrauliques

observs sur plusieurs ralisations dmontrent la ncessit de formuler des prconisations sur la

conception et la ralisation de ces filires dpuration.

CE GUIDE CONCERNE LES FILIERES DE TRAITEMENT

PAR FILTRE A SABLE ENTERRE ET PAR FILTRE A SABLE A SURFACE LIBRE.Les filtres plants de macrophytes, les filtres dits compacts utilisant

d'autres matriaux supports que le sable, le traitement par lagunage associ

une infiltration ne font pas partie du champ dinvestigation de cette tude.

Avertissement : Les prescriptions, recommandations

et suggestions contenues dans ce guide sont susceptibles

d'voluer en fonction des avances techniques, des retours

dexpriences et des recherches relatives l'puration

par filtration des eaux uses domestiques.

6

(

I N T R O D U C T I O N


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I.2 Structure du document

Larchitecture du guide est organise autour de deux chapitres essentiels :

Les prconisations gnrales ;

Les prconisations par stade de traitement et par quipement.

Des recommandations relatives la corrosion ainsi que des conseils dentretien et des dfinitions

sont fournis en fin douvrage.

Tout au long du guide, les diffrentes prconisations sont gradues en trois niveaux :

Prescriptions respecter imprativement.

Fortes recommandations.

Suggestions.

7I N T R O D U C T I O NI N T R O D U C T I O N


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II Principe de fonctionnement


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II Principe de fonctionnementL'puration est ralise selon le principe de l'puration biologique arobie sur milieu

granulaire fin sans extraction rgulire du massif filtrant, des sous-produits de la dgradation

de la pollution soluble.

Les principes d'puration mis en uvre sont donc simples :

La dcantation pralable des effluents bruts, effectue dans un ouvrage spcifique,permet un premier abattement sur les MES ;

La filtration des matires en suspension rsiduelles s'effectue essentiellementen surface du filtre ;

La dgradation de la pollution dissoute est ralise par la biomasse prsente dans le filtre ;

La limitation du dveloppement de la biomasse bactrienne est obtenuepar auto-oxydation au cours des phases de repos ;

L'oxygnation des massifs filtrants s'effectue naturellementpar change gazeux avec latmosphre.

La conception, la ralisation et l'entretien de la filire doivent tre soigns.

9P R I N C I P E D E F O N C T I O N N E M E N T


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III Domaine dapplicationIII.1 Rseau d'assainissementIII.2 Limites de capacit du traitementIII.3 Niveau d'puration


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III Domaine dapplication

III.1 Rseau d'assainissementLe rseau d'assainissement doit tre sparatif et doit avoir subi positivement les contrles

de rception classiques : inspections par camra, tests d'tanchit et de compactage.

La fraction de pollution non domestique doit rester infrieure 30 % de la capacit nominale

du dispositif.

III.2 Limites de capacit du traitementLes techniques de filtre sable sont utilisables :

Jusqu' 400 Equivalents-Habitants (EH) pour le filtre sable enterr

(document technique FNDAE n 22 et circulaire du 17 fvrier 1997) ;

Jusqu' 800 EH pour le filtre sable surface libre

(cette valeur est proche de celle donne dans le document technique FNDAE n22).

Toutefois, compte-tenu des difficults rencontres pour rpartir leffluent,

on retiendra galement une limite de 400 EH pour les filtres surface libre.

III.3 Niveau d'purationLa filtration sur sable permet d'atteindre un niveau d'puration conforme au niveau D4

de la circulaire du 17 fvrier 1997, soit une concentration moyenne en sortie sur 24 heuresinfrieure ou gale :

25 mg/L de DBO5 ;

125 mg/L de DCO.

En complment, ce type de traitement apporte une limination quasi-totale des MES,

une nitrification pousse de l'azote Kjeldahl et une rduction de la charge bactrienne,

fonction de la hauteur de matriau.

Le procd de traitement par filtration sur sable, dans sa conception classique, n'est pas adapt :

La dnitrification

La dphosphatation des effluents.

11D O M A I N E D A P P L I C A T I O N


13/58

IV DimensionnementIV.1 Paramtres de dimensionnementIV.1.1 DbitsIV.1.2 Flux polluants

IV.1.3 Dbit de pointe

IV.2 Rgles de dimensionnement


14/58

IV Dimensionnement

IV.1 Paramtres de dimensionnementIV.1.1 Dbits

Le volume journalier deffluents rejet par un habitant est pris gal 150 litres.

Les dbits deaux uses domestiques engendrs par certains ensembles collectifs sont valus

dans le tableau ci-dessous.

Figure 1 : Extrait de la circulaire n 97-49 du 22 mai 1997 relatif lassainissement non collectif

13D I M E N S I O N N E M E N T

Coeff ic ients correcteurs

par rapport au dbit Db its

Dsignation de base ( 150 L/j/hab) (L/ j/unit)

Ecole (pensionnat), caserne, maison de repos 1 150

Ecole (demi-pension), ou similaire 0,5 75

Ecole (externat), ou similaire 0,3 50Hpitaux, cliniques, etc.(par lit) 3 400 500y compris le personnel soignant et d'exploitation

Personnel d'usine (par poste de 8 heures) 0,5 75

Personnel de bureaux, de magasin 0,5 75

Htel-restaurant, pension de famille (par chambre) 2 300

Htel, pension de famille (sans restaurant, par chambre) 1 150

Terrain de camping 0,75 2 115 300

Usager occasionnel (lieux publics) 0,05 7,5


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IV.1.2 Flux polluantsLes flux polluants par habitant prendre en compte pour le dimensionnement sont ceux dun

Equivalent Habitant (EH) thorique dfini par :

DBO5 : 60 g/j/EH

DCO : 140 g/j/EH

MES : 90 g/j/EH

NTK : 15 g/j/EH

Pt : 4 g/j/EH

Ces flux, plus levs que ceux rejets par un habitant, intgrent un coefficient de majoration

ncessaire pour effectuer un dimensionnement scuritaire des installations.

On prendra les mmes coefficients correcteurs que ceux de la figure 1 pour dterminer les flux

polluants provenant des petits ensembles collectifs.

IV.1.3 Dbit de pointeLa technique dpuration des eaux uses par filtration sur sable ntant recommande que

jusqu 400 EH, le coefficient de pointe de temps sec sera pris gal 4.

IV.2 Rgles de dimensionnementLe dimensionnement des ouvrages ne devra pas se baser uniquement sur des mesures,

mais galement sur une estimation thorique partir des ratios dfinis au chapitre prcdent.

Il faut prendre en compte la charge polluante saisonnire. Pour cela, on pourra se rfrer au

dcret du 3 juin 1994 qui base les objectifs et la programmation de lassainissement des com-

munes sur la charge journalire moyenne (DBO5) de la semaine au cours de laquelle est produi-

te la plus forte charge de substances polluantes dans l'anne.

14 D I M E N S I O N N E M E N T


16/58

V Diffrentes filires


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Alimentation

Gravitaire Dgrillage By-passmanu-vrable

By-passmanu-vrable

Rparti-teur

s'il-y-aplusieurs

files

Dcanteur-Digesteur

Postede pompage

Rampe pivot

Rampe frontale

Filtre surface libre

Filtreenterr

Infiltration

Milieusuperficiel

Asperseur bassepression

Sprinklers

Rseau enterrdbouchant surface libre

Rseau enterr percd'orifices

Fosseseptique

touteseaux

Chassependulaireet partiteur

de dbit

Augetsbasculants etpartiteur de

dbit

au fil de

l'eausiphon-cloche

By-passmanuvrableRelvementavec dgrilleurintgr

Prtraitement Traitementprimaire

TraitementBiologique

Systmed'alimentation

du filtre

Systmede distribution

Rejet

V Diffrentes filiresA chaque tape du traitement, diffrents quipements peuvent tre retenus.

Chaque filire est donc adapter en fonction du contexte et des objectifs atteindre.

La figure ci-dessous dtaille les diffrentes possibilits.

* : Ces procds cits pour mmoire sont proscrire.** : Systme dconseill.

Figure 2 : Diffrents quipements possibles d'une filire de traitement par filtre sable chaque stade du traitement

16 D I F F R E N T E S F I L I R E S


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VI Prconisations GnralesVI.1 Les raccordements

VI.2 Prcautions prendre par rapport

la prsence dune nappe phratiqueVI.3 Autosurveillance

VI.4 Eau potable et alimentation lectrique

VI.5 Jonctions entre quipements

VI.6 De la conception la ralisation : les points clsVI.6.1 Mmoire justificatifVI.6.2 Suivi des travauxVI.6.3 Contrles et rception des travaux


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VI Prconisations GnralesLes prconisations donnes dans les chapitres ci-dessous sont spcifiques aux installationsdpuration des eaux uses domestiques par filtration sur sable. On pourra galement se reporter

aux trois fascicules ci-aprs, de porte plus gnrale.

Fascicule n 70 Cahier des clauses techniques gnrales applicables aux marchs publics

de travaux ouvrages dassainissement - Ministre de lquipement, du logement et des

transports (actuellement en cours de rvision) Mai 1991.

Fascicule n 74 Construction des rservoirs en bton Cahier des clauses techniques

gnrales - Ministre de lquipement, du logement et des transports - Juillet 1992.

Fascicule n 81 Titre II Conception et excution dinstallation dpuration deaux

uses - Ministre de lquipement, du logement et des transports -Juillet 1992.

VI.1 Les raccordements

Le raccordement dactivits gnrant des eaux uses non domestiques peut tre tolr dans

la limite indique au paragraphe III.1, si les conditions suivantes sont remplies :

Autorisation de raccordement dlivre par le matre douvrage comptent ;

Existence de prtraitements avant raccordement ;

Signature dune convention dfinissant les conditions de raccordement

et les modalits dentretien des prtraitements.

VI.2 Prcautions prendre par rapport la prsence d'une nappe phratique

Le fond du massif d'infiltration devra toujours se situer au-dessus du plus haut niveau pouvant

tre atteint par la nappe phratique.

En cas de systme non tanch, l'infiltration des eaux ne devra pas provoquer, au droit du

filtre, une remonte de la nappe telle qu'elle puisse atteindre le fond du massif d'infiltration.

18 P R C O N I S A T I O N S G N R A L E S


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VI.3 Autosurveillance

Les installations dune capacit suprieure 200 EH sont soumises aux prescriptions de larrt

du 21 juin 1996 qui prvoit (article 26), pour les installations recevant une pollution infrieure

1000 EH, une mesure annuelle en sortie de station, sur un chantillon moyen journalier.

Les paramtres mesurer sont pH, dbit, DBO5, DCO, et MES. En consquence et dans le but de

rendre possible la mesure du dbit et le prlvement d'chantillons reprsentatifs en sortie du

systme d'puration :

Pour un rejet dans le milieu superficiel, les filtres sont tanchs en totalit ;

Pour un rejet par infiltration et sous rserve de laccord de la Police de lEau,

les filtres peuvent ntre tanchs quen partie.

VI.4 Eau potable etalimentation lectrique

Pour des raisons dhygine et de facilit dexploitation, la station est munie d'un point d'eau.

Un local est prvu pour :

Abriter le point d'eau ;

Permettre le stockage de petits matriels ;

Abriter les armoires lectriques.

S'il n'y a pas de local, les armoires lectriques doivent tre tanches et le point deau mis

hors gel.

VI.5 Jonctions entre quipements

Des jonctions souples doivent tre prvues au niveau des raccords entre les canalisations

et les ouvrages.

19P R C O N I S A T I O N S G N R A L E S


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VI.6 De la conception la ralisation :les points cls

VI.6.1 Mmoire justificatifLes justificatifs fournir par le candidat pour la remise de loffre sont lists dans le tableau ci-dessous :

20

Justif icatifs fournir

Une note de prsentation du projet.

Un plan dtaill et cot des ouvrages.

Les caractristiques des matriaux

et leur provenance.

La liste des diffrents quipements

et ouvrages : leur marque, leur notice,

leurs caractristiques, leurs conditionsd'entretien et de mise en uvre.

Une note de calcul de dimensionnement

de la(les) fosse(s) septique(s) toutes eauxou du(des) dcanteur(s)-digesteur(s).

Une note de calcul de dimensionnement

de l'tage biologique.

Contenu

Au minimum : Profil hydraulique, vues en plan, coupes transversales.

Notamment :Pour le sable : le fuseau granulomtrique , le d10, le Coefficient d'Uniformit (CU), la teneur encalcaire, la teneur en argile, la teneur en fines (% de particules dont le diamtre est infrieur 80 m),le coefficient de permabilit (K en m/s) ;Pour les graviers : la granulomtrie, la teneur en fines ;Pour les gotextiles : la rsistance la traction, l'allongement l'effort maximum, la permittivit,l'ouverture de filtration (cf. DTU 64-1) ;Pour les gogrilles, la rsistance la traction, la maille ;Pour les gomembranes : l'paisseur ou la rsistance.

En particulier :Pour les paniers dgrilleurs des postes de pompage : les conditions de relevage et de nettoyage ;Pour les ouvrages de traitement primaire : la production de boues, le taux de remplissage partir

duquel la vidange doit tre effectue, les conditions de reprise des boues.Pour le prfiltre : la frquence et les modalits de nettoyage, la nature du matriau, les indicateursde colmatage.Pour tous les quipements et ouvrages : ladquation de leurs caractristiques au projet et le respectdes contraintes de pose et demploi.

En particulier, elle doit prciser (en plus des paramtres classiques de dimensionnement) :Nombre dEH, dbit de pointe, la conception des :Systme dalimentation :- volume et dure de la bche ; nombre de bches par surface unitaire par jour en priode dalimentation.Systme de distribution :- Dans le cas dun filtre enterr, le dimensionnement du rseau de rpartition de l'effluent sera

fourni avec les hypothses de calcul retenues. On prcisera notamment :le diamtre, l'espacement, l'orientation des orifices ;la pression du rseau et les tolrances admises ;lespacement des rampes, le diamtre des rampes et du porte-rampe ;le linaire et le volume du rseau ;le ratio du volume de la bche sur le volume du rseau quelle alimente.

- Dans le cas dun filtre surface libre, on prcisera :le dbit moyen de la bche laval du systme de distribution.

- Filtre sable :surface par EH ;rythme dalimentation des massifs filtrants ;

- Dans le cas dun filtre surface libre :surface dun casier ;surface desservie par point de distribution.

P R C O N I S A T I O N S G N R A L E S


22/58P R C O N I S A T I O N S G N R A L E S

VI.6.2 Suivi des travauxLe titulaire fournit des chantillons de sable. A la rception du sable et avant de donner son

accord pour la mise en uvre, le matre duvre :

Vrifie sur la base du bordereau de livraison les caractristiques du sable ;

Ralise des analyses pour dterminer : la granulomtrie, le d10, le coefficient

d'uniformit (CU), la teneur en calcaire, la teneur en argile, la teneur en fines,

le coefficient de permabilit.

Avant deffectuer les analyses compltes de laboratoire, les mthodes dcrites en annexe 3

permettent une valuation rapide du coefficient de permabilit et de la teneur en fines.

Le matre duvre vrifie les conditions de pose et d'emploi des ouvrages de prtraitement

en les comparant aux indications des notices des constructeurs : profondeur d'enfouissement,

conditions de vidange...

VI.6.3 Contrles et rception des travauxDans le cas dun filtre enterr, avant recouvrement du rseau, le matre douvrage ou son

reprsentant ralise des tests d'quirpartition de leffluent et de pression en bout de rampes.

Il vrifie :

Les conditions de relevage et de nettoyage des paniers ;

Les dbits de vidange des ouvrages stockant leau dcante (pompes, auget, )

et les conditions de fonctionnement des ouvrages d'alimentation des filtres ;

La possibilit de prlvements et de mesures de dbit en sortie.

Le titulaire fournit :

Les plans de rcolement ;

Un manuel dexploitation ;

Le dossier des caractristiques de chaque quipement accompagn des documents

constructeurs et de leur notice d'entretien.

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VII Prconisationspar stade de traitement et par quipement

VII. 1 DgrillageVII. 1.1 Cas 1 : alimentation gravitaireVII. 1.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevage

VII. 2 AlimentationVII. 2.1 Cas 1 : alimentation gravitaireVII. 2.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevage

VII. 3 By-pass en tte du traitement primaire

VII. 4 Rpartiteur de dbit lamontdu traitement primaire

VII. 5 Traitement primaireVII. 5.1 Choix du traitement primaireVII. 5.2 Fosse septique toutes eaux (FSTE)VII. 5.3 Dcanteur-digesteur

VII. 6 By-pass manuvrable en amont

du traitement biologiqueVII. 7 Prfiltre

VII. 8 Traitement biologiqueVII. 8.1 Principe de fonctionnementVII. 8.2 Principaux lments constitutifsVII. 8.3 DimensionnementVII. 8.4 Conception et mise en uvre

VII. 9 Granulomtrie et compositiondu sable utilis

VII.10 Granulomtrie des graviers denrobagedes rseaux de distribution et de drainage

VII. 11 Nappes gosynthtiquesVII. 11.1 GotextilesVII. 11.2 GogrilleVII. 11.3 Gomembrane


24/58P R C O N I S A T I O N S P A R S T A D E D E T R A I T E M E N T E T P A R Q U I P E M E N T

VII Prconisationspar stade de traitementet par quipement

VII.1 DgrillageLe dgrillage des effluents est obligatoire partir de 200 EH

(article 22 de larrt du 21 juin 1996).

Sa gnralisation toutes les stations est fortement recommande.

VII.1.1 Cas 1 : alimentation gravitaireDans le cas d'une alimentation au fil de l'eau,

le dgrillage s'effectue sur le canal d'alimentation.

L'entrefer doit tre de 3 5 cm. Cet espacement correspond

un compromis entre efficacit et frquence d'entretien.

L'angle de la grille par rapport au sol sera de 45 60,

la face large des barreaux tant face au courant.

Les lments suivants seront prvus :

Une drivation en cas de colmatage du dgrilleur ;

Un outil de raclage (type rteau) adapt la largeuret l'entrefer de la grille ;

Un bac dgouttage et de stockage des dchets.

VII.1.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevageDans ce cas, un panier-dgrilleur est prvu au niveau de l'arrive des effluents dans le poste.

Il doit tre relevable et possder un entrefer de 3 5 cm.Les barreaux de fond seront espacs de 1 cm. Un bac dgouttage et de stockage des dchets

sera prvu et son accs ainsi que celui au poste devront tre aiss.

23

Dgrilleur statique


25/58

VII.2 Alimentation

VII.2.1 Cas 1 : alimentation gravitaireLalimentation gravitaire seffectue par un dispositif permettant la connaissance du dbit entrant

par mesure de la hauteur deau.

VII.2.2 Cas 2 : alimentation par un poste de relevageDes compteurs horaires sont mis en place.

Le dbit des pompes devra tre compatible avec la vitesse ascen-

sionnelle maximale acceptable au niveau du traitement primaire

(cf. chapitre VII.5).

Le poste est quip de deux pompes au fonctionnement alternatif,

chacune tant dimensionne sur le dbit de pointe.

Un regard de tranquilisation est plac entre les pompes et letraitement primaire

Une ventilation efficace est ncessaire pour viter l'accumulation dhydrogne sulfur (H2S).

Le radier du poste sera profil pour favoriser la reprise des dpts.

VII.3 By-pass en tte du traitement primaire

Un by-pass manoeuvrable permettra de contourner l'ensemble des traitements en cas de problme.

VII.4 Rpartiteur de dbit lamont du traitement primaire

Un rpartiteur doit tre prvu s'il y a plusieurs files alimenter.

S'il existe un poste de relvement, c'est ce poste qui fera office de rpartiteur. Sinon, il est possible

24

Poste de relvement

P R C O N I S A T I O N S P A R S T A D E D E T R A I T E M E N T E T P A R Q U I P E M E N T


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denvisager la sparation du canal d'alimentation en plusieurs

canaux, aprs mise en vitesse de l'effluent au moyen d'un canal

Venturi, conformment au dispositif ci-aprs :

Figure 3 : Schma de principe dun systme de rpartition des dbits

VII.5 Traitement primaire

Le traitement primaire a pour objectif dviter le colmatage du filtre en retenant les MES.

Il est ralis par dcantation dans une fosse septique toutes eaux (FSTE) ou dans un dcanteur-digesteur.

Les systmes fonctionnant par tamisage sont proscrits.

VII.5.1 Choix du traitement primaireEn se basant sur larticle 14 de larrt du 6 mai 1996 relatif lassainissement non-collectif, les dcan-

teurs-digesteurs sont galement proscrire pour lassainissement collectif des flux de pollution infrieur

1,8 kg de DBO5 par jour, soit 30 EH. Au-del de 150 EH, un traitement primaire par dcanteur-digesteur

est plus satisfaisant que la mise en place de plusieurs FSTE en parallle.

En fonction du projet, les deux figures suivantes permettent de slectionner le traitement primairele mieux adapt :

Figure 4 : Domaines d'application de la FSTE et du dcanteur-digesteur

25

FSTE conseill dconseillPossible

2 FSTE enparallle

Dcanteur-

Digesteur

Interdit en

assainissement noncollectif (arrt du 6 mai 96)

Possibleselon FNDAE n22

conseillselon FNDAE n22

EH 0 30 150 800250


Rpartiteur de dbits


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Figure 5 : Paramtres de dimensionnement et performances de la FSTE et du dcanteur-digesteur

VII. 5.2 Fosse septique toutes eaux (FSTE)Principe de fonctionnement

La FSTE a pour fonctions :

La rtention des matires en suspension de l'effluent brut ;

La digestion anarobie des boues dcantes.

Figure 6 : Schma de principe d'une FSTE

Dimensionnement

Les deux paramtres de dimensionnement essentiels sont :

Le temps de sjour : il doit tre compris entre 2,5 et 3 jours.

La vitesse ascensionnelle : elle doit rester infrieure ou gale 1 m/h en pointe.

Un exemple de dimensionnement est fourni en annexe 1. Il montre que la FSTE peut recevoir

des surcharges hydrauliques momentanes dautant plus importantes que sa section horizontale

est grande.

26

Termes de comparaison FSTE Dcanteur-digesteur

Temps de sjour de l'eau 2,5 3 jours 2 heures dans le dcanteur

Vitesse ascensionnelle 1 m/h

Rendements puratoiresDBO5 30 50 % environ 35 %

MES 50 70 % environ 50 %

Septicit des effluents Effluent septique Effluent non septique

Boues Digres

Espacement des vidanges 2 4 ans 6 12 mois dans le digesteur

Tampon affleurant

Extraction dairPrise dair

Tube plongeant de sortie

Dpt de bouesDflecteur

Niveau liquide Flottants

Tube plongeantdentre



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Tampon de visiteaffleurant

Extraction dairPrise dair

Zone de dcantation

Zone de digestion

Zone des flottants

Niveaudeau

Cloisonsiphode

Chemine deDgazage

60

30

Extraction desboues digres

Accumulationde boues

}

}

Conception et mise en uvre

En alimentation gravitaire, la pente des tuyaux d'amene sera comprise entre 2 et 4 %.

Les ouvrages multiples doivent tre disposs en parallle et non en srie.

La FSTE ne sera pas cloisonne. Quel que soit le type de matriau la constituant, la FSTE doit

tre ventile (prise dair en amont, extraction dair en aval). Elle comportera un tube plongeant

d'entre, une cloison siphode ou un tube plongeant en sortie, deux tampons daccs affleurants

et tanches aux eaux de ruissellement et lair, des dflecteurs.

La FSTE doit tre facilement accessible pour les vhicules de vidange.

Les FSTE d'une capacit infrieure 50 EH font l'objet d'une norme NF EN 12566-1

Petites installations de traitement des eaux uses jusqu' 50 Population Totale Equivalente (PTE)

- partie 1 : fosses septiques prfabriques (mars 2000).

VII. 5.3 Dcanteur-digesteur

Principe de fonctionnement

Le dcanteur-digesteur a pour fonction la rtention des matires en suspension de leffluent brut

et la digestion anarobie des boues dcantes. Il comporte deux compartiments superposs.

Un dcanteur ;

Un compartiment de stockage-digestion anarobie des boues retenues.

Figure 7 : Schma de principe d'un dcanteur-digesteur

27P R C O N I S A T I O N S P A R S T A D E D E T R A I T E M E N T E T P A R Q U I P E M E N T


29/58

Dimensionnement

Les paramtres prendre en compte pour le dimensionnement sont :

Pour le dcanteur :

La hauteur cylindrique de dcantation est suprieure ou gale 2 m ;

La vitesse ascensionnelle doit rester infrieure ou gale 1 m/h en pointe.

Ces deux conditions entranent un temps de sjour minimum de 2 heures en pointe.

Un exemple de dimensionnement est fourni en annexe 1.

Pour le digesteur :

Le volume utile doit permettre un stockage des boues sur 6 12 mois, selon leur destination.

Il sera dtermin sur la base dune production de boue de 180 L/EH/an. On augmentera le volume

de digestion ainsi calcul de 20 L/EH/an pour laccumulation des flottants.

Conception et mise en uvre

En alimentation gravitaire, la pente des tuyaux d'amene sera comprise entre 2 et 4 %.

Les ouvrages multiples sont disposs en parallle et non en srie. Quel que soit le type de matriau

le constituant, le dcanteurdigesteur doit tre ventil (prise dair en amont, extraction dair en aval).

Le dcanteur-digesteur comporte plusieurs tampons d'accs affleurants et tanches aux eaux de

ruissellement et lair. Le dcanteur-digesteur doit tre facilement accessible pour les vhicules

de vidange. En sortie du dcanteur, l'effluent sera accompagn, sans chute, jusqu' l'ouvrage suivant.

VII.6 By-pass manuvrableen amont du traitement biologique

Un by-pass manuvrable permettra de ne pas alimenter le traitement en cas de problme.

VII.7 Prfiltre

Le prfiltre ne se justifie que sur les filtres sable enterrs et prfrentiellement laval des FSTE.

Le prfiltre sera conu pour tre nettoy sans dpart de boues vers le filtre sable. On dfinira

les frquences d'entretien.

Le prfiltre doit tre muni dun indicateur de colmatage.

28 P R C O N I S A T I O N S P A R S T A D E D E T R A I T E M E N T E T P A R Q U I P E M E N T


30/58

VII.8 Traitement biologique

VII.8.1 Principe de fonctionnementOn distingue la phase dalimentation qui est constitue de plusieurs bches suivant le type de

filtre sable et la phase de repos qui permet au massif filtrant de se rgnrer

Figure 8 :Alternance des phases dalimentation et de repos dun massif filtrant

29

1 unit de temps 1 unit de temps2 units de temps

Bches


Filtreenterr


Phasedalimentation

PhasedalimentationPhase de repos

Phase dalimentation Phase dalimentationPhase de repos

1 unit de temps < 100 hab maxi2 units de temps 100 hab

5 6 bches

1 unit de temps 1 unit de temps

6 12 bches


31/58

VII.8.2 Principaux lments constitutifsLe traitement biologique comprend, de l'amont vers l'aval :

Le systme d'alimentation : il a pour fonction d'alimenter le systme de distributiondes effluents ;

Le systme de distribution : il a pour fonction de rpartir leffluent sur les surfacesdinfiltration ;

Ces deux systmes assurent chaque apport une rpartition homogne de leffluent sur l'ensemble

de la surface unitaire irriguer ;

Le filtre sable : les effluents percolent

et subissent une biofiltration travers

le massif de sable ;

Le systme dvacuation : selon les cas,

leffluent trait est rcupr par un rseau

de drainage ou infiltr directement sous

le massif.

Cas du filtre surface libreLa zone d'infiltration est surface libre.

Figure 9 : Schma de principe d'un casier de filtre surface libre

30

Rseau dedistribution

Plaque anti-affouillement

Graviers 20/40 mm(20 cm)

Event

Cloison de sparation entre les casiers(30 cm denfouissement dans le sol)

Gogrille

Sable (70 cm)

Purge (vanne)

Entre

Sortie

Rseau de drainageventuel

Gomembrane(si drainage)

Gravillons de granulomtriecroissante vers le bas

Gravillons 3/8sur 10 cm

ou




32/58

Cas du filtre enterr

La zone d'infiltration est surface libre.

Figure 10 : Schma de principe dun filtre enterr

VII. 8.3 Dimensionnement2 types de configuration dalimentation sont principalement rencontrs par les filtres enterrs :

Alimentation en antenne

Alimentation en rteau

Figure 11 : Principales configurations des rseaux de distribution des filtres enterrs

31

Sable (70 cm)

Sortie

Entre

Event

Gomembrane(si drainage)

Gravier 20/40 mm(20 cm)

Terre vgtal

Gotextile

Rseau dedistribution Prise de pression

Cas vgtalisation Cas massif engravillonn ( privilgier)

Graviers 20/40 mm(20 cm)

Alimentation

Porte-rampes

Rampe

Alimentation en antenne

Alimentation

Rampe

Porte-rampes


Alimentation en rteau

Rseau de drainageventuel

GogrilleGravillons de granulomtrie

croissante vers le basGravillons 3/8

sur 10 cm

ou


33/58

Paramtres de dimensionnement

Les rgles de base de dimensionnement sont donnes dans le tableau ci-dessous.

Figure 12 : Paramtres de dimensionnement du traitement biologique

(les bases du dimensionnement des rseaux enterrs sont donnes pour des rampes de mme

diamtre, des orifices identiques et rgulirement espacs).

Etapes de dimensionnement

Deux organigrammes reprsentant larborescence des tapes du dimensionnement sont

prsents titre dillustration en annexe 2.

32

Paramtre Fi ltre surface l ibre F i ltre enterr


Charge hydraulique surfacique appliquer sur 100 L/m2/jour soit 10 cm/jour 50 L/m2/jour soit 5 cm/jour

lensemble du filtre en moyenne annuelle

Surface de filtre par EH 1,5 m2/EH 3 m2/EH(dduite du paramtre prcdent)

Rythme dalimentation des massifs filtrants Phase de repos double Phase de repos gale la phasede la phase d'alimentation dalimentation si la capacit du filtre

est infrieure 100 EH ;double si elle est suprieure

Charge hydraulique surfacique journalire 300 L/m2/jour en priode 100 L/m2/jour si la capacit du filtre appliquer sur un massif filtrant dalimentation, soit 30 cm/jour est infrieure 100 EH ;

(dduite des paramtres prcdents) 150 L/m2/jour si elle est suprieure

Nombre de bches par surface unitaire par 5 6 6 12jour dalimentation

Dbit moyen de la bche par mtre carr de Suprieur ou gal 1 m3/h/m2

surface irriguer, la sortie du systme de de surface irriguerdistribution

Surface maximale dun casier 100 m2 (pour des raisons dexploitation)

Surface maximale desservie 50 m2

par point dalimentation

Espace entre les rampes de distribution 1 m environ

Espacement des orifices 1 m environ

Diamtre des orifices des rampes de distribution 6 10 mm

Variation maximale de dbit Le long du porte-rampe : 10 %Le long dune rampe de distribution : 10 %

Pression en bout de rampe de distribution Suprieure 0,3 m si la capacitest infrieure 100 EH

De 0,6 1,5 m si la capacitest suprieure 100 EH

Volume dune bche Au moins suprieur 3 foisle volume du rseau aliment


34/58

VII. 8.4 Conception et mise en uvre

Le systme d'alimentation

Prescriptions et recommandations gnrales

Des dispositifs de comptage permettant dvaluer les dbits et volumes

injects seront prvus.

Si la capacit est suprieure 100 EH, on retiendra prfrentiellement

une alimentation par poste de pompage.

Une ventilation des ouvrages est ncessaire pour vacuer les gaz de

fermentation.

Les augets basculants

Les augets basculants sont des dispositifs mobiles autour d'un axe, la rota-

tion de l'ensemble tant provoque par le dplacement du centre de gravit

lors du remplissage par l'effluent. Une illustration est donne en annexe 3.

Le volume d'un auget sera limit 300 L.

Les chasses pendulaires

La chasse pendulaire comporte une cuve munie d'une vidange basse dont l'ouverture est com-

mande par un tube mobile. L'une des extrmits du tube, fixe, est relie l'orifice de vidange parun manchon souple. L'autre extrmit, mobile, munie d'un flotteur, peut voluer entre deux

butes correspondant au volume vidanger. Une illustration est donne en annexe 3.

Les pompes

Le poste de relevage devra tre conu conformment aux prescriptions du fascicule 81 - titre 1er.

Le poste devra tre quip de deux pompes au fonctionnement alternatif. Le dbit de pompage

devra tre le plus indpendant possible de la variation du niveau d'eau dans la bche de pompage.

Le radier du poste sera profil pour empcher l'accumulation des dpts.

Le systme de distribution

Distribution pour les filtres surface libre

Les tuyaux de distribution doivent tre recouverts, principalement en raison de leur vieillis-

sement acclr sous leffet des UV (PVC), des difficults quils engendrent pour lentretien des

filtres et des problmes lis au gel.

Les dispositifs de distribution par sprinklers sont viter, notamment en raison de la formation

d'arosols, des manations dodeurs, des problmes de tenue des axes, et des risques de colmatage

des orifices.

33

Auget basculant

Chasse pendulaire



35/58

Des dispositifs anti-afouillement amovibles tels que des

plaques rsistantes l'rosion ou des gabions seront prvus au

niveau des points de distribution.

Le rseau alimentant les points de distribution sera quip

d'une purge antigel.

Distribution pour les filtres enterrs

On dotera le rseau de prises de pression aux extrmits

des rampes et du porte-rampes.

La pression de service prvue sera vrifie la rception de

louvrage. Elle sera rgulirement suivie en tant qu'indicateur

de fonctionnement hydraulique de linstallation.

Figure 13 : Schma de principe dune prise de pression

Lutilisation de drains routiers, agricoles, ou de type assainissement non collectif est proscrite

pour rpartir leffluent.

Le filtre sable

Prescriptions et recommandations gnrales

On prendra des prcautions de pose de faon viter le tassement du sable. En particulier,on veillera ce que les engins de travaux ne roulent pas sur les filtres.

L'paisseur de sable est de 70 cm.

34

Extrmit du rseau de distribution

Dtermination de la pression

Adaptation dun tube transparent

Prise de pression

Prise de pression



36/58

Les vhicules d'entretien doivent pouvoir accder aux abords des filtres.

Le filtre surface libre

Les cloisons de dlimitation des casiers seront enfouies sur une profondeur denviron 30 cm.

Elles doivent tre en matriaux rigides et rsistants aux UV.

Le filtre enterr

Les orifices du rseau d'alimentation seront tourns vers le bas, ce qui permet de purger

facilement le rseau entre les bches.

On privilgiera la mise en place de caillasse au-dessus du rseau, sans terre vgtale en surface

(pas de tonte, adventices rduites, aration amliore).

Le systme de drainage

Des drains de type assainissement non collectif seront utiliss pour collecter leffluent trait.

Les orifices seront tourns vers le bas. On reliera lextrmit des drains l'atmosphre par des vents.

VII.9 Granulomtrie etcomposition du sable utilis

Les sables rouls de rivire et les sables de gravire sont prfrables aux matriaux de carrire.

Les sables de dune trop fins sont exclure.

La composition du sable doit tre essentiellement siliceuse. Les fuseaux granulomtriques

prsents ci-dessous constituent la rfrence en matire de granulomtrie :

Figure 14 : Fuseaux granulomtriques : tude CEMAGREF Etude DTU 64.1 (aot 98)

35

00,001

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,002 0,005 0,01 0,02 0,04 0,08 0,16 0,31 0,63 1,25 2,5 5 10 20 40 80


Diamtre (mm)

%passants

Fuseau DTU 64.1

Fuseau tudeCEMAGREF

Fines (limines par le lavage) Sable

Gravillons

Cailloux


37/58

On retiendra les valeurs suivantes pour la granulomtrie :

VII.10 Granulomtrie des graviersd'enrobage des rseaux de distributionet de drainage

Conformment au DTU 64-1, on utilisera pour enrober les rseaux de distribution et de

drainage des graviers lavs, de granulomtrie comprise entre 20 et 40 mm.

VII.11 Nappes gosynthtiques

VII.11.1 GotextilesLa mise en place de gotextiles sous le sable, au-dessus de la couche drainante de gravier,

est proscrire. Si le filtre enterr est engazonn, un gotextile sera plac entre la terre et les

graviers d'enrobage du rseau de distribution (cf. Figure 10, page 31).

Les principales caractristiques du gotextile seront (DTU 64-1) :

36

Rsistance la traction 12 kN/m

Allongement l'effort maximum 30 %

Permittivit 0.05 s -1

Ouverture de filtration 125 m

Caractr ist iques Valeurs

d10 0,18 mm


38/58

VII.11.2 GogrilleLa gogrille sera place entre le sable et les graviers calibrs disposs en fond de filtre

(cf. Figures 9 et 10). Les caractristiques requises dans le DTU 64-1 d'aot 1998 sont :Rsistance la traction = 6 kN/m ;

Maille de 1 mm.

On posera une couche intermdiaire d'une dizaine de centimtres de graviers fins (de granulo-

mtrie adapte la maille de la gogrille, par exemple 3/8 mm). On peut viter une gogrille en

disposant entre le sable et le gravier drainant des matriaux de granulomtries intermdiaires.

VII.11.3 GomembraneLa gomembrane sera place sous la couche de graviers enrobant les drains. Elle aura une

paisseur dau moins 200 m ou une rsistance au moins quivalente celle dune telle

membrane.

37P R C O N I S A T I O N S P A R S T A D E D E T R A I T E M E N T E T P A R Q U I P E M E N T


39/58

VIII Corrosion


40/58


41/58

IX Conseils dexploitation


42/58C O N S E I L S D E X P L O I T A T I O N

IX Conseils dexploitation

Comme toute station d'puration, une installation de type filtre sable doit faire l'objet dune

surveillance et d'un entretien rgulier. Les observations et les interventions devront tre enregistres

dans le cahier de bord de la station.

Compte tenu du rythme dalternance adopter pour lalimentation entre les massifs filtrants, un

passage hebdomadaire est ncessaire. Une liste des principales oprations de contrle est fournie

en annexe VI.

Outre les recommandations du constructeur, consignes dans le cahier dexploitation, les princi-

pales oprations dentretien concernent :

Les dispositifs de prtraitement, dalimentation et de distribution :

Curage des sdiments ventuellement prsents dans le poste de pompage ;

Nettoyage du dispositif dalimentation, et purge du rseau de distribution.

Le traitement primaire : Nettoyage ou remplacement de la pouzzolane du prfiltre ;

Vidange du dcanteur-digesteur (1 2 fois par an) ;

Vidange de la FSTE (tous les 2 4 ans).

Les filtres :

Retirer la vgtation (filtres surface libre) ;

Tondre les filtres enterrs engazonns ;

Scarifier et enlever le dpt de surface et galiser pour obtenir une surface

plane et horizontale (filtres surface libre).

41


43/58

X GLOSSAIRE


44/58G L O S S A I R E

X GLOSSAIRE

Affouillement : processus d'rosion observ autour du point dalimentation sur un massif filtrant.

Bche : volume deau dvers squentiellement lors dune phase dalimentation.

By-pass : canalisation permettant de court-circuiter un ouvrage.

Casier : portion de massif filtrant dun filtre surface libre dlimite par des cloisons.

Le casier est aliment en totalit lors dune bche par un ou plusieurs points dinjection.

Cloison siphode : paroi permettant de retenir la surface dun ouvrage, les flottants et les

liquides plus lgers que l'eau.

Coefficient de permabilit (K) : Coefficient (exprim en m/s) normalis qui traduit la plus

ou moins grande capacit dinfiltration des eaux dans un matriau filtrant.

CU : Coefficient d'Uniformit : c'est le rapport d60/d10 (cf. annexe 5).

d10 : diamtre laissant passer 10 % de la masse dun sable, en mm (cf. annexe 5).

d60 : diamtre laissant passer 60 % de la masse de sable, en mm (cf. annexe 5).

Eaux uses domestiques : eaux mnagres et eaux vannes provenant dimmeubles dhabitation.

Eaux mnagres : eaux uses provenant des viers, baignoires, lavabos, machines laver

Eaux vannes : eaux uses provenant des toilettes.

EH : Equivalent-Habitant : unit de mesure thorique de la quantit de pollution apporte

par un habitant en une journe.

Event : conduit daration dun ouvrage hydraulique.

43


45/58

Filtre sable : ensemble des massifs filtrants.

Fines : particules dont le diamtre est infrieur 80 m.

FSTE : Fosse Septique Toutes Eaux.

Gosynthtique : on regroupe sous la dnomination de gosynthtique des nappes

en matriaux polymres destines tre enfouies pour tancher ou empcher le mlange

de deux couches de granulats. Cette dnomination regroupe les gogrilles, les gomembranes

et les gotextiles.

Gogrille : grille synthtique permable.

Gomembrane : membrane synthtique impermable.

Gotextile : textile synthtique permable.

Massif filtrant : ensemble de la surface irrigue lors dune phase dalimentation.

Permittivit : la permittivit est une caractristique hydraulique des gotextiles.

Elle relie le flux qui traverse perpendiculairement le gotextile la perte de charge de lcoulement.

Porte-rampes : Branche principale du rseau de distribution de leffluent dans les filtres

enterrs sur laquelle sont raccordes des rampes perfores.

Rampe : Canalisation munie dorifices assurant lquirpartitionde leffluent dans un filtre sable enterr.

Septique : se dit d'un effluent dont le potentiel d'oxydorduction est fortement ngatif.

Surface unitaire : surface alimente en eau lors dune bche. Dans le cas dun filtre surface

libre, elle peut tre constitue dun ou plusieurs casiers.

Taux de raccordement : ratio entre le nombre dhabitations raccordes au rseau

dassainissement et le nombre dhabitations desservies par ce rseau.

44 G L O S S A I R E


46/58

XI BIBLIOGRAPHIE


47/58

XI BiblioGraphie

1. Assainissement autonome - Eaux uses - Eaux pluviales - Elments pour un bilan

technico-conomique - Ministre de l'urbanisme, du logement, des transports - STU - mai 1985

2. Choice of the sand for secondary wastewater sand filters (SWSF) - CEMAGREF - A. Linard -

H. Guellaf - C. Boutin 1st World Water Congress of IWA Paris 3, 7 juillet 2000

3. Choix de sable pour les lits dinfiltration percolation Numro spcial ingniries EAT

A. Linard H. Guellaf C. Boutin - anne 2000 p. 59 66

(traduction franaise de louvrage prcdent)

4. pandage souterrain collectif : tat de la pratique

- AESN - Centre de recherche et d'essais appliqus aux techniques de l'eau - fvrier 1993

5. pandages souterrains et filtres enterrs - Guide technique de l'Agence de l'Eau Seine-Normandie X. Hombourger J. Lesavre F. Fievet - Septembre 1998

6. puration des eaux uses urbaines par infiltration percolation : tat de l'art et tudes de cas

- tude inter agences n 9 - Ministre de l'environnement - 1993

7. tudes prliminaires l'implantation des dispositifs d'puration par infiltration-percolation

- tude inter agences n 7 - Ministre de l'environnement - 1991

8. Filires d'puration adaptes aux petites collectivits - Document technique FNDAE n 22

- FNDAE - CSTB - CEMAGREF - 1998

9. Guide des procds puratoires intensifs proposs aux petites collectivits

- Agences de l'Eau - C. Thiery - V. Hebert - J. Lesavre - Dcembre 1998

10. Les massifs de sable dans les filires cultures fixes sur supports fins

- CEMAGREF LYON - Hichame GUELLAF

46 B I B L I O G R A P H I E


48/58B I B L I O G R A P H I E

11. Les massifs de sable dans les filires cultures fixes sur supports fins : caractrisation

granulomtrique, hydraulique et minralogique - extrait d'un rapport CEMAGREF

de septembre 1999 Document de formation professionnelle de lOIE - 2000

12. Conception des stations dpuration pour petites collectivits

Document de formation professionnelle de lOIE - 1996

13. Manuel du conducteur de station d'puration - principes de l'puration des eaux uses

- ARSATESE- AESN - CNFPT -1998

14. Prescriptions techniques minimales relatives aux ouvrages d'assainissement collectif

- Circulaire n 97-31 du 17 fvrier 1997 relative l'assainissement collectif de communes

- Ouvrages de capacit infrieure 120 kg DBO5/jour (2 000 EH)

- B.O.M.E.L.T.T., p. 29, 10 mai 1997

47


49/58

ANNEXESI Exemples de dimensionnement

du traitement primaire

II Exemples de dimensionnementdu traitement biologique

III Illustrations

IV Essais didentification des sables

V Visualisation de d10, d60 et CUsur un fuseau granulomtrique

VI Visites et contrles


50/58A N N E X E S

ANNEXE IExemples de dimensionnementdu traitement primaire

1. Exemple de dimensionnement dune FSTE de 100 EHDbit moyen journalier = 100 hab x 150 L/hab/j = 15 000 L/j = 15 m 3/j soit 0,625 m3/h.

Dbit de pointe horaire de temps sec = 0,625 x coefficient de pointe = 0,625 x 4 = 2,5 m 3/h.

Volume utile (pour un temps de sjour de 3 jours) = 45 m3.

En prenant une hauteur mouille de 2 m pour la FSTE :

Surface utile = 22,5 m2.

Vitesse ascensionnelle = 2,5 / 22,5 = 0,11 m/h (


51/58

ANNEXE IIEtapes de dimensionnementdu traitement biologique

* On trouvera des mthodes de dimensionnement des rseaux enterrs dans le guide Epandages souterrainset filtres enterrs AESN septembre 1998

Figure 15 : Etapes de dimensionnement d'un filtre surface libre

50

Nombre d EH

Dimensionnement du systme de d istr ibutionet choix du systme da l imentation*

Surface de f i lt re par EH=1 ,5m2/EH

Nombre de massifs

f i ltrants = 3

Surface dun cas ier( 100m2)

Surface desserv ie par

points de distr ibut ion

( 50 m2)

Volume def f luent traiter

par EH et par jour= 0,15m3/EH/j

Nombre de sur faces

unitaires par massifs

f i lt rants

Nombre de bches par

surface unitaire par jour

dal imentation

Surface unitaire et dbit

surfacique

(> 1m 3/h/m2)

Surface du f i lt re sable

Surface

dun massif f i lt rant

Nombre de cas iers

Nombre de points de

distr ibut ion par cas ier


par jour sur le massif

f i lt rant al iment


par jour , par sur faceunitaire

Volume dune bche

Dure dune bche

Calcul de la surface du filtre et des massifsfiltrants. Dtermination du nombre de casiers

et de points de distribution

Calcul du volumeet de la dure dune bche

A N N E X E S


52/58


53/5852

1 - PHASE DE REMPLISSAGE 2 - PHASE DE VIDANGE

ANNEXE III

Illustrations

Figure 17 :Auget basculant

Figure 18 : Chasse pendulaire

A N N E X E S

1 - PHASE DE REMPLISSAGE

2 - PHASE DE VIDANGE


54/58A N N E X E S

ANNEXE IV

Essais d'identification des sables

1. La mesure rapide des teneurs en fines

1- PRPARATION 3- DCANTATION 15-30 MINUTES

% fine = (H2 - H1) / H2 x 100

Pour pouvoir lire une variation de hauteur significative, on prconise d'utiliser une prouvette

de 5 cm de rayon, et d'une hauteur minimale de 60 cm. Pour 2,7 kg de sable (ce qui correspond

environ 1 litre et une hauteur proche de 12,5 cm dans cette mme prouvette). L'prouvette est alors

complte en eau puis agite. Aprs agitation, la hauteur de fines est alors mesure. Une hauteur de

4 mm correspondrait dans notre prouvette une proportion de 3 %.

53

eau 3/4

sable

eau

sable1/4

fines

H1

2- AGITATION QUELQUES MINUTES}

}H2


55/58

2. Dtermination du temps de Grant / Calcul de la permabilit :

Le matriel utilis est dcrit dans la Figure ci-dessous :

Le mode opratoire est le suivant :

Le sable tester est mis en place sur une hauteur d'une vingtaine de centimtres, par couches de 4 6 cm

qui sont progressivement imbibes d'eau, sans perturber la surface et en vitant une sgrgation entre

les grains de diffrentes tailles, afin que le sable se tasse uniformment sur toute la hauteur.

La hauteur exacte de sable introduit Hs exp (en m) est mesure prcisment posteriori.

On sature le sable en eau par plusieurs apports de 500 mL en notant le temps d'infiltration (ti)

jusqu' stabilisation en conditions satures.

On effectue 5 mesures de temps dinfiltration (ti). Leur moyenne reprsente le temps de Grant (tg).

On vrifie que tg est compris entre 50 et 150 secondes.

On pourra alors comparer le d10 calcul au moyen de la formule d10 = (6,7/tg)0,5 au d10 de la courbe

granulomtrique.

On en dduit le coefficient de permabilit K (m/s) = 0,0553/tg = 0,0553 (d10)2/6,7.

Si le dispositif exprimental nest pas strictement identique celui de Grant, le temps dinfiltration (t exp)

effectivement mesur peut tre corrig partir de lquation ci-dessous pour trouver tg.

On utilisera galement les limites de Grant situes entre 50 et 150 secondes.

54

Dexp

: diamtre de la colonne (m)V exp : Volume deau vers (m)Hs exp : Hauteur de sable dans la colonne (m)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

0,0553

( )H ln 4VD2 Htg = s exp s expexp exp +1 texp

500 ml deau claire

Protectionanti-affouillement

Grille cran 1

Grille cran 2

Gogrille

20 cm de sable

6 cm de gravier5 - 10 mm

A N N E X E S


56/58A N N E X E S 55

0

0,001

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,002 0,005 0,01 0,02 0,04 0,08 0,31 0,63 1,25 2,5 5 10 20 40 800,16

d10 0,0315 0,17

d60 0,43 0,9CU = d60/d10 13,65 5,29

Paramtre COURBE 1 COURBE 2

ANNEXE V

Visualisation de d10, d60 et CUsur un fuseau granulomtrique

Figure 19 : Fuseau granulomtrique

55

Diamtre (mm)

%passan

ts

COURBE 1

COURBE 2


57/58

Vrification du bon coulement des eaux dans les diffrents ouvrages

Nettoyage du dgrilleurEnlvement des refus de dgrillage

Dcohsion du chapeau du dcanteur-digesteur si ncessaire

Contrle de laspect des effluents et de l'absence de nuisances olfactives

Relev des diffrents compteurs

Vrification du bon fonctionnement des pompes et du dispositif dalimentation(augets basculants ou chasse pendulaire)

Vrification de l'quirpartition des flux dans les casiers si le filtre est surface libre

Tests ammonium et nitrates

Vis ites de routine de frquence hebdomadaire

Contrle du bon fonctionnement du rpartiteur de dbit en amont du traitement primaire

Contrle du prfiltre : tat de la pouzzolane et des parois, bon coulement des eaux, indicateurs de colmatage

Evaluation du niveau des boues dans la FSTE ou dans le dcanteur-digesteur

Contrle du filtre : bon coulement des eaux, tat de la surface du sable (filtre surface libre)

Vrification de la pression en bout de rampe (filtre enterr)Contrle du bon fonctionnement des postes de pompage et du systme dalimentation

Vis ites et contrle de frquence mensuel le*

*Cas des installations saisonnires : en dbut de saison et par quinzaine en priode de pointe

ANNEXE VI

Visites et contrles

56 A N N E X E S


58/58

Ce document est le rsultat des rflexions d'un groupe de travail constitu en 2000

pour faire le point sur les techniques d'puration par filtres sable surface libre

et enterr. Le groupe tait compos des membres suivants :

Sverine BOURSERIE Conseil Gnral de la Seine-Maritime,Direction de l'Espace Rural et de l'Environnement

Romain CHODZKO Conseil Gnral de la Seine-Maritime, SATESE

Laurent FOLLET Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction de secteur Seine Aval

Florence FUCHS Conseil Gnral de l'Eure, Direction de l'Environnement, SATESE

Jacques LESAVRE Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction des Collectivits Locales

Sbastien LIBERGE Conseil Gnral de la Seine-Maritime, SATESE

Francis MILTGEN Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction de secteur Seine Aval

Emilie POUGET SATESE Yvelines - Essonne

Jean-Louis RIFFAUD SATESE Yvelines - Essonne

Sylvie SAILLARD Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction de secteur Seine Aval

Christian SALOME Agence de l'Eau Seine-Normandie, Direction de secteur Rivires le de France

Olivier SWITALA Conseil Gnral de l'Eure, Direction de l'environnement, SATESE

Ce guide a t relu par Catherine BOUTIN et Alain LIENARD du CEMAGREF ;Joseph PRONOST de lOIE.

Matrise douvrage : Conseil Gnral de la Seine-Maritime et Conseil Gnral de lEure

AVEC LA PARTICIPATION DE L

Etude Filtre a Sable

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